浅析GMDSS现代化与水上无线电数字通信技术

1、浅析GMDSS现代化与水上无线电数字通信技术浅析GDSS现代化与水上无线电数字通信技术1.全球海上遇险与平安系统GDSSGDSS由卫星通信系统和地面无线电通信系统组成。它主要包括遇险报警与值守、搜救协调通信与救助现场通信、定位、海上平安信息播发、常规公众业务通信及驾驶台与驾驶台间互通信等功能。作为SLAS公约缔约国，我国自1999年2月1日起要求符合SLAS公约第一条要求的所有船舶和300总吨以上的货船应按要求强迫装备GDSS设备，中国船级社也对20米以上非公约尺度船舶装备GDSS设备也做了相应强迫性规定。海岸电台作为水上平安监管和搜寻救助的重要环节，代表国家承当了水上无线电通信系统中局部F/

2、HF/VHF通信工作，详细包括公益性的遇险平安值守及后续通信、常规公众业务通信及海上平安信息播发等业务。2.GDSS复审与现代化进展随着近些年来通信和信息网络技术的迅猛开展，国际海事组织I和国际电信联盟ITU积极推进水上遇险及平安通信领域新技术、政策和频谱需求研究，以满足航运界的日益增长的通信信息效劳需求。2.1I相关工作进展2022年I的无线电通信与搜救SAR分委会第12次会议首次提出审议GDSS需求，2022年I的海安会S第86次会议批准了SAR第13次会议关于开展对GDSS要素和程序复审问题范围研究的提案，并于次年的SAR第14次会议上成立特别工作组。按照该工作组方案，已于2022年2月

3、SAR第16次会议确定GDSS复审和现代化研究范围和任务；海安会第90次会议正式批准并启动GDSS复审和现代化工程。该工程分为高级复审和详细复审两个阶段，其中2022至2022年开展高级复审，高级复审包括：1对GDSS已有九项功能进展复审；2对正在使用无线电通信优先等级顺序进展复审；3对海区划分及设备装备需求进展复审；4对船舶类别差异性要求的审查；5对遇险通信和其他类型的通信别离审查等5个方面内容。目前GDSS高级复审已根本完成，高级复审报告在2022年导航、通信与搜救NSR分委会第1次会议上已获得通过。在高级复审根底上，2022至2022年方案进展详细复审，详细复审包括：1GDSS功能要求变

4、化而带来的要求及解决建议；2GDSS遇险报警传输途径与岸-岸通信；3用甚高频VHF+卫星替代中频F/高频HF和数字选择性呼叫DS设备；4窄带印制电报NBDP在GDSS中的作用；5中高频误报警跟踪调查机制；6结合I对e航海研究，以及ITU对无线电频谱的研究，考虑将来水上甚高频数据交换系统VDES的引入等15个方面内容。2.2ITU相关工作进展由于国际水上无线电通信技术主要由ITU无线电通信组ITU-R主导，NSR分委会就GDSS复审和现代化工作与ITU-R保持了亲密联络。ITU在2022年世界无线电通信大会上通过了与GDSS复审与现代化工作亲密相关的两项重要议题1359号决议审议频谱划分规那么以

5、支持I的GDSS现代化和e航海战略；2360号决议审议有助于引入可能的新的通信技术应用和新应用方面的规那么条款并考虑调整相应的频谱划分，以改善水上无线电通信质量。该决议建议在ITU-R研究结果根底上修订了国际?无线电规那么?以引入更多水上无线电通信应用。3.GDSS现代化背景下水上数字无线电通信技术通过对I和ITU最新会议文件研究，笔者认为为满足船舶从泊位到泊位间航行的通信信息效劳需求，GDSS复审及现代化必然将推动传统水上无线电通信向着数字化，高带宽，全覆盖等方向不断开展，进而形成新一代的水上无线电数字通信网。下面对ITU-R推荐的GDSS现代化局部关键通信技术进展简要讨论。3.1水上中频平

6、安信息数字播送系统NAVDAT根据ITU-R.2022技术建议方案，中频水上平安信息数字播送系统NAVDAT是ITU-R推荐的基于中频500kHz建立岸到船的NAVDAT数字通信技术方案。NAVDAT采用10kHz带宽发射，通过正交频分复用数字调制技术，在16-QA调制形式下，NAVDAT理论数据传输速率可达25kbps。考虑纠错编码率后实际传输速率约为18kbps，是现有航行警告电传系统NAVTEX50bps的360倍，可有效解决当前NAVTEX系统因速率低导致的业务过载和及时性等缺乏。NAVDAT可播发包括文本、图像、音频、数据集等多种数据格式。实现对航行警告、气象警告、搜救信息、海盗警告

7、、遇险等优先信息，气象预报、波浪潮流信息、VTS交通信息、引航信息、航标信息、AIS报告等航行信息及电子海图更新、港口信息和交通状态图等来自平安和可控的信息源的所有相关信息的广泛播发，有效播发范围约300海里，可实现对A1，A2海区覆盖。技术上，由于集成了船舶位置和水上挪动识别码SI，NAVDAT支持一般性播送、区域性播送和选择性播送等多种播发本文由论文联盟.Ll.搜集整理方式，并在需要时可实现对受权用户的加密播送。此外，NAVDAT采用与NAVTEX类似的时隙分配方式，可重用现有的NAVTEX系统根底设施，并支持通过数字接口扩展，对GDSS现代化的新通信应用及信息效劳提供了良好的开放性。东海

8、航海保障中心于2022年起开展NAVDAT试验系统研究工作，并完成了电子海图远程更新传输试验。东海航海保障中心已于2022年1月1日起在上海提供NAVDAT试运行效劳；目前系统数据传输速率约18kbps，并根本实现对A1，A2海区覆盖。3.2水上高频数字化数据交换及电子邮件系统根据ITU-R.1798-1技术建议方案，水上高频数字通信采用自适应通信技术，能自动评价各信道通信质量并根据信道通信质量来选择最正确工作信道，经由高频海岸电台可实现与互联网互通。它共推荐了三套技术方案。1使用数字信号处理DSP技术和正交频分多路传输的调制解调协议，可有效解决频率选择，频谱使用等问题。该类高频数字通信设备使

9、用32个载波，4相位波形，中心频率1700Hz。因为单一分载波带宽小，能容忍中等衰减；故多载波方法可评估到衰退信道而不需要补偿器，使得多载波的通信可以简单进展，设备缺点主要是是对频偏和振荡器相位噪声较敏感。目前物理层原码根本速率为1684bps。2电子邮件系统GlbalLinkNetrk基于Patr-协议，使用18个子载波，物理层原码根本速率为3600bps，频道带宽为3kHz双工信道。3宽带高频数字传输系统基于船舶通信互联网协议系统InternetPrtlfrBatuniatins，采用FD+xQA或FD+QPSK调制方式，最正确传输速率为22kbps，频道带宽为10-20kHz的双工通道。

10、高频通信主要以天波方式靠电离层反射传播，可实现数千公里远程通信，故在通信领域得到了广泛应用，是海岸电台远间隔 通信保障的有效手段。南海航海保障中心2022进展了长达2000公里的高频组网通信测试，完成了与挪动 的数字化语音、文本短信的高频数字通信。3.3VDES根据ITU-R.1842-1技术建议方案，VDES系统集成了自动识别系统AIS、特殊应用报文AS和宽带甚高频数据交换VDE三项功能，不仅能实现船-船、船-岸间的数据交换，还为将来实现卫星与船舶的远程双向数字通信预留了空间。该系统的优点是在保障AIS已有功能应用根底上，通过AS和VDE全面强化船舶通信的数据传输才能。详细来说VDES为不同

11、内容及格式的信息划分了专用频谱：与航行平安亲密相关的船舶位置和航行状态信息仍保存在AIS专用信道下，以减轻该信道负担，并保证其不被占用；与导航无关的水文气象等非平安信息由AS承载，并为其配置两个25kHz信道；而对于其他内容更丰富、格式更灵敏的信息那么依托100kHz的双频信道由VDE完成传输，大大进步船-船及船-岸的数字通信速度。对航海者来说，VDES系统对船舶位置报告和平安性相关信息给予最高优先级，开拓专用频段保障信息传输，其次是使用更灵敏，航海者可根据需要主动向其他船舶、港口推送或定制信息，最后是依托信道调整使得信息传输速度极大提升，VDES系统的理论传输速率可到达307kbps。4.完毕语综上，GDSS现代化进程中迅猛开展的水上无线电数字通信技术可以对船-船，船-岸提供数字化，高带宽，全覆盖的通信效劳，实现文本、图像、音频、数据包等多种数据格式航运信息效劳的